Soutenance mémoire
La Mauritanie est un pays dont la recherche reste limitée en ce qui concerne la pollution marine, malgré un littoral très riche qui s’étend sur plus de 700km. Un « Upwelling » intense est présent en permanence dans le cap blanc et il est saisonnier dans le sud. Cette situation assez favorable fait que la Mauritanie recèle d’importantes potentialités halieutiques permettant à la population de pratiquer une pêche artisanale et industrielle sans cesse croissantes. Un contrôle constant de la qualité de la production marine destinée à la consommation locale ainsi qu’à l’exportation est donc plus que nécessaire. Le littoral Mauritanien reçoit actuellement une quantité relativement négligeable de rejets comparativement à ceux des pays industrialisés. Néanmoins, avec la multiplication des usines, le nombre important de bateaux qui oeuvrent dans le milieu, l’accroissement démographique des villes côtières et surtout le manque cruel de stations d’épuration, ces rejets risquent de poser un problème de santé publique. Ainsi, il nous a paru nécessaire de considérer l’étude de la toxicité de certaines espèces qui entrent dans la chaîne alimentaire aboutissant à l’Homme. Parmi les substances toxiques, les métaux traces appelées plus communément métaux lourds représentent une part importante. Parmi ces éléments, il y a ceux qui sont nommés métaux essentiels ; indispensables à la vie mais qui deviennent toxiques lorsque leurs concentrations dépassent un certain seuil et ceux qui sont appelés métaux non essentiels (Mercure, Cadmium et Plomb) qui n’ont pas de rôle biologique connu.
Etat physico-chimique des métaux dans l’eau de mer
Etat physico-chimique des métaux dans l’eau de mer Les métaux se trouvent dans le milieu marin (PH ≈ 8) sous forme dissoute, colloïdale et/ou particulaire. Parmi ces métaux, certains sont à des concentrations importantes de l’ordre du gramme ou plus par litre d’eau de mer comme le sodium, le magnésium, le calcium et le potassium [2]. D’autres, en revanche, sont à des concentrations beaucoup plus faibles ; de l’ordre du microgramme et même du nanogramme par litre et on les appelle les éléments traces (Cu, Zn, Fe, Mn, Cd, Hg, Pb…..).
Le passage de ces métaux d’un état à un autre est contrôlé par de nombreux facteurs, par exemple : le PH , l e potentiel d’oxydoréduction, la force ionique, la matière organique dissoute ou particulaire, les particules inorganiques en suspension et l’activité des organismes vivants [3] Les principaux mécanismes de transfert entre la phase liquide et la phase solide sont :
• L’absorption (fixation d’éléments à l’intérieur de la structure particulaire) ;
• L’adsorption (fixation électrophysique des éléments sur la surface chargée de la particule) ;
• Les échanges ioniques ;
• Les réactions de complexation.
La limite de taille entre la matière particulaire et colloïdale est arbitrairement fixée autour de 0.4µm et la frontière entre les solutions et les colloïdes a été fixée de la même manière à 0.01µm .
Origine des métaux en mer
Les métaux introduits dans la mer peuvent avoir une origine naturelle ou une origine anthropique (artificielle) : Les métaux d’origine naturelle proviennent des émissions sous-marines (sources hydrothermale et volcanique) ou de l’atmosphère (pluies, vents, aérosols). Ils peuvent provenir aussi de l’érosion des roches. C’est, généralement par les eaux douces que s’achemine la majeure partie des apports naturels des métaux vers la mer et le pourcentage de transport sous forme particulaire est de loin plus important que celui sous forme dissoute [5]. Le développement des industries a augmenté le stock des métaux dans l’atmosphère, l’eau, Les sédiments et les organismes.
Etudes des trois métaux
Définition : Métaux Lourds
Pour les chimistes, un métal lourd est un métal dont la densité est supérieure à 4,5. Certains toxicologues ont pris l’habitude de considérer comme métaux lourds tous les métaux et par extension les non-métaux qui sont toxiques. Le béryllium, qui est un cancérogène chez l’Homme (Groupe 1 du C IRC) a une densité de 1,85, ce qui en fait un métal léger comme l’aluminium donc difficile à qualifier de « métal lourd » ! Si on retient comme métaux lourds ceux qui ont une forte densité, qui sont très toxiques et surtout qui ont une forte réactivité chimique liée à leur cytotoxicité, on doit se limiter à 3 éléments : le mercure (Hg), le plomb (Pb) et le cadmium (Cd). Ces trois métaux « lourds », s ’accumulent le long des chaînes alimentaires et sont doués d’une grande toxicité liée en partie à leur capacité à b loquer la fonction thiol, qui possède un atome de soufre nucléophile, entraînant ainsi leur inactivation dans les molécules biologiques.
Mercure
Le mercure appartient au groupe 12, à la 6e période et au bloc d. du tableau de la classification périodique des éléments.Son numéro atomique est 80.
Origine du Mercure
Naturellement, la principale source de mercure est le dégazage progressif de la croûte terrestre. Ce phénomène est responsable du relargage de quantités importantes de mercure. Néanmoins, le mercure peut aussi avoir d’autres origines : Dans l’air ; les émissions atmosphériques de mercure proviennent principalement des centrales électriques au charbon, des incinérateurs, des cimenteries et des aciéries car les combustibles fossiles notamment peuvent contenir des concentrations non négligeables de mercure. Le mercure atmosphérique est presque entièrement lessivé par la pluie. Dans les sols et les rivières ; le mercure a tendance à se concentrer dans les bassins de drainage à cause de l’érosion du minerai contenu dans les sédiments et des retombées de poussières atmosphériques. Les plantes absorbent le mercure quand elles sont humides mais peuvent le rejeter dans l’air sec. Les végétaux contenus dans les dépôts sédimentaires et dans le charbon contiennent du mercure à d iverses concentrations. Comme les plantes, les champignons peuvent également concentrer le mercure contenu dans le sol. Les activités humaines, comme l’application des engrais et le rejet d’eaux usées par l’industrie, sont des exemples de la façon dont les humains rejettent le mercure directement dans les sols ou dans les eaux.
Toxicité et écotoxicité du mercure
Les Micro-organismes peuvent transformer le mercure qui atteint les eaux de surface en méthylmercure et la plupart des organismes biologiques absorbent rapidement cette substance qui est toxique. Les espèces des poissons de grande taille, tels que le thon ou l ’espadon, sont concernées habituellement plus que les espèces plus petites, puisque le mercure s’accumule au sommet de la chaîne alimentaire (bioaccumulation). C’est ainsi qu’aux États-Unis la fo FDA recommande aux femmes en âge de procréer et aux enfants d’exclure totalement de leur alimentation l’espadon, le requin, le maquereau et de limiter la consommation du crabe et du thon à 6 on ces (170.1g ) au plus par semaine. Cependant, il n’y a aucune preuve que la consommation modérée de poisson aux États-Unis comporte un risque sanitaire significatif. Une étude récente de la Harvard Medical School concernant les mères et les enfants en bas âge suggère que les avantages alimentaires de la consommation du poisson sont supérieurs aux inconvénients potentiels du méthylmercure. Le mercure n’est pas un oligo-élément. Il est toxique et écotoxique sous toutes ses formes organiques et pour tous ses états chimiques. Au degré 0, il est toxique sous forme de vapeur. Les ions de mercure II sont bien plus toxiques que les ions de mercure I. En milieu aquatique, les ions de mercure II sont très neurotoxiques et bioaccumulables. Sous l’action des bactéries ils sont convertis au degré d’oxydation zéro. Le mercure semble être toxique pour toutes les espèces vivantes connues. A titre d’exemple, quelques uns des impacts étudiés et démontrés sur la vie sauvage sont donnés:
● Inhibition de la croissance des algues, des bactéries, des champignons (l’ancien mercurochrome est un bi ocide efficace pour cette raison, il ne contient plus de mercure pour en réduire la toxicité…)
● Élévation de la mortalité embryo-larvaire (étudiée par exemple chez les amphibiens)
● Moindre succès reproductif et pontes inhibées chez le poisson zèbre ou d’ autres espèces
● Inhibition de la spermatogenèse (étudiée par exemple chez le Guppie)
● Inhibition de croissance chez la truite arc-en-ciel, avec mortalité élevée des embryons et des larves
● Moindre succès de reproduction (couvées plus petites) et de survie des canetons chez les oiseaux d’eau vivant en milieux pollués par le mercure [7].
Propriétés physico- chimiques du mercure
La masse volumique du mercure est de 13579,04 Kg/m3 .Sa couleur est argentée blanc. Sous les conditions normales de température et de pression, c’est le seul métal à l’état liquide. Notons également qu’il s’agit du s eul métal dont la température d’ébullition est inférieure à 650°C Les vapeurs de mercure sont nocives. On notera que le mercure est le seul élément en dehors des gaz rares à exister sous forme de vapeur monoatomique Hg. Le mercure forme facilement des alliages avec presque tous les métaux communs à l’exception du fer, du nickel et du cobalt. Ces alliages sont communément appelés amalgames. Cette propriété du mercure a de nombreux usages. Le mercure existe à divers degrés d’oxydation : 0 (mercure métallique), I (ionmercureux Hg2²⁺, Hg2SO4), II (ion mercurique Hg²⁺, HgO, HgSO3, HgI+ , HgI2, HgI3-, HgI4²⁻ . En présence d’humidité, le mercure subit une oxydation. Les oxydes formés sont Hg2O à température ambiante, HgO entre 573 K et 749 K. L’acide chlorhydrique (HCl) et l’acide sulfurique (H2SO4) dilué n’attaquent pas le mercure élémentaire. En revanche, l’action de l’acide nitrique (HNO3) sur le mercure Hg produit HgNO3. L’eau régale attaque également le mercure, il se forme alors du chlorure mercurique (HgCl2). Le mercure tend à f ormer des liaisons covalentes avec les composés soufrés. L es thiols (composés comportant un groupe -SH lié à un atome de carbone C) qui étaient autrefois nommés mercaptans du latin « mercurius captant » constituent un exemple de cette tendance.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : GENERALITES SUR LES METAUX
I-1. Etat physico-chimique des métaux dans l’eau de mer
I–2. Origine des métaux en mer
I–3. Etudes des trois métaux
I–3–1. Définition : Métaux lourds
I–3–2. Le Mercure
I-3-2-1. Origine du mercure
I-3-2-2. Toxicité et écotoxicité du mercure
I-3-2-3. Propriétés physico-chimiques du mercure
I-3-2-4. Utilisation du mercure
I–3–3. Le Plomb
I-3-3-1. Origine du plomb
I-3-3-2. Toxicité et écotoxicité du plomb
I-3-3-3. Propriétés physico-chimiques du plomb
I-3-3-4. Utilisation du plomb
I–3–4. Le Cadmium
I-3-4-1. Origine du cadmium
I-3-4-2. Toxicité et écotoxicité du cadmium
I-3-4-3. Propriétés physico-chimiques du cadmium
I-3-4-4. Utilisation du Cadmium
Chapitre II: MATERIELS ET METHODES
II-1. PRELEVEMENT ET PREPARATION DES ECHANTILLONS
II–1–1. Prélèvement des moules
II–1–1-1. Mode et lieux de prélèvement des moules
II–1–1-2. Conditionnement des échantillons
II–1–1-3. Préparation des échantillons
II-1-2. Prélèvement des poissons
II-1-2-1. Mode et lieux de prélèvement des poissons
II-1-2-2. Conditionnement des échantillons
II-1-2-3. Préparation des échantillons
II-2. METHODES D’ANALYSE
II-2-1. Plomb et Cadmium
II-2-1-1. Principe
II-2-1-2. Réactifs
II-2-1-3. Appareillage
II-2-1-4. Mode opératoire de la minéralisation
II-2-1-5. Préparation des étalons
II-2-1-6. Courbe d’étalonnage
II-2-1-7. Qualité des analyses
II-2-1-8. Principe de l’analyse par spectrophotométrie d’Absorption atomique par four graphique
II-2-2. Pour le mercure
II-2-2-1. Principe
II-2-2-2. Matériel et instrumentation
II-2-2-3. Courbe d’étalonnage
II-2-2-4. Procédure
II-2-2-5. Calcul des concentrations
II-2-2-6. Contrôle de qualité des dosages
– Justesse
– Précision
– Limite de détection
Chapitre III : RESULTATS EXPERIMENTAUX ET DISCUSSIONS
III-1. Résultats trouvés dans les mollusques bivalves
III-1-1. Résultats du plomb
III-1-2. Résultats du cadmium
III-1-3. Résultats du mercure
III-2. Mollusques céphalopodes
III-2-1. Résultats de cadmium et plomb
III-2-2. Mercure dans les céphalopodes
III-3. Résultats d’analyse sur les poissons et discussions
III-3-1. Cadmium et Plomb
III-3-2. Mercure dans les poissons
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
